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Die
Erfindung betrifft eine Erwärmungseinrichtung
der Tabak verarbeitenden Industrie für, insbesondere queraxial hintereinander
angeordnete, stabförmige
Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterstäbe, mit
einer Heizeinrichtung für
die stabförmigen
Artikel. Außerdem
betrifft die Erfindung eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie,
insbesondere Filterherstellungsmaschine.
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Aus
EP 1 314 364 A1 ist
eine Vorrichtung zur Herstellung von stabförmigen Artikeln aus einem Materialstrang
der Tabak verarbeitenden Industrie, mit einer Umhüllungseinrichtung
zur Umhüllung
des Materialstrangs mit Hüllmaterial,
eine Erwärmungseinrichtung
zur Erwärmung
des Materialstrangs oder der daraus hergestellten stabförmigen Artikel
oder Gegenstände
und einer ersten Transporteinrichtung zum Transport der stabförmigen Gegenstände durch die
vorgenannten Einrichtungen längsaxialer
Richtung bekannt.
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Zur
Herstellung von Filtersträngen
für die
Tabak verarbeitende Industrie kann eine vorgenannte Vorrichtung
Teil einer Filterstrangmaschine zur Herstellung von Filterstäben sein.
Hierbei wird Filtertow, das meist aus Zelluloseacetat besteht, als
endloser Streifen von einem Vorrat abgezogen und behandelt. Das
Filtertow besteht aus einem Gewebe aus locker aneinander haftenden
Fäden,
die zur Bildung einer breiten und meist ebenen Bahn auseinander
gezogen werden, so dass Fäden
nebeneinander im Wesentlichen parallel bewegt werden. Die Ausbreitung der
Bahn erfolgt in einer Ausbreiterdüse. Nach der Ausbreitung wird
der Bahn ein Zusatzstoff, der meist flüssig ist und z.B. aus Triacetintröpfchen besteht,
in fein verteilter Form zugeführt.
Die Tröpfchen
lösen die
Fäden an,
so dass die Fäden
nach ihrer Zusammenfassung zu einem runden Strang und Umhüllung mit
einem Umhüllungsstreifen
in der Filterstrangmaschine dauerhaft aneinander haftend, d.h. vernetzt werden.
Anstelle eines flüssigen
Zusatzstoffes kann auch ein aus einer fein verteilten pulverförmigen Substanz
bestehender Zusatzstoff verwendet werden.
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Darüber hinaus
ist in
DE 100 08 786
A1 eine Fördereinrichtung
zum Überführen von
Filterstäben der
Tabak verarbeitenden Industrie von einer Filterherstellmaschine
zu Weiterverarbeitungseinrichtungen offenbart.
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Um
den bei der Filterstabherstellung in Kleinsttröpfchen auf das Fasermaterial
(Zelluloseacetat) aufgesprühten
Weichmacher (Triacetin) auszuhärten,
der beim Auftrag zunächst
die Filterfasern anlöst,
miteinander verklebt und dann in das Zelluloseacetat hinein diffun diert
und dabei die Verklebungsstellen verfestigt, ist bei der oben genannten Vorrichtung
eine Filteraushärtestrecke
vorgesehen. Der üblicherweise
bei Raumtemperatur stattfindende Vorgang bestimmt die Aufenthaltszeit
der Filterstäbe in
der Transportstrecke.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine gleichmäßige Erwärmung von
Filterstäben,
insbesondere von Mehrkomponentenfilterstäben bzw. Bikomponentenfiltern,
im Kern bzw. in den Kern der Filterstäbe hinein zu erreichen sowie
den Aushärtevorgang bei
hergestellten Filterstäben
zu verbessern, wobei der Aufwand hierfür möglichst gering gehalten werden
soll.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Erwärmungseinrichtung
der Tabak verarbeitenden Industrie für, insbesondere queraxial hintereinander
angeordnete, stabförmige
Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterstäbe, mit
einer Heizeinrichtung für
die stabförmigen
Artikel, die dadurch weitergebildet wird, eine Fördereinrichtung zum Fördern der
stabförmigen
Artikel in längsaxialer und
queraxialer Richtung vorgesehen ist, wobei die Artikel während ihrer
Förderung
mittels der Fördereinrichtung
von der Heizeinrichtung erwärmt
werden.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass stabförmige Artikel gleichzeitig
längsaxial
und queraxial entlang oder durch eine Erwärmungseinrichtung auf einer
Transportstrecke transportiert werden, wobei die stabförmigen Artikel
einzeln in Aufnahmemulden der Fördereinrichtung
und als einlagiger Massenstrom gefördert werden. Durch die gleichzeitige
Förderung
der Artikel in längsaxialer
und queraxialer Richtung wird die Aushärtezeit der Artikel verlängert, da
beispielsweise im Rahmen der Erfindung die Artikel spiralförmig entlang
der bzw. durch die Erwärmungseinrichtung
gefördert werden.
Hierdurch entsteht ein schraubenförmiger Massenstrom mit einer
Artikellage auf der Fördereinrichtung.
Bei der Erwärmungseinrichtung
handelt es sich auch um eine Überführungseinrichtung
von stabförmigen
Artikeln bzw. Filterstäben,
der Tabak verarbeitenden Industrie von einer Herstellmaschine der
Artikel, insbesondere Filterherstellmaschine, zu einer Weiterverarbeitungseinrichtung
bzw. -maschine für
die stabförmigen
Artikel.
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Durch
die vorgesehene Erwärmungseinrichtung
wird die Aushärtung
der stabförmigen
Artikel bzw. der mit Triacetin besprühten Zelluloseacetat-Filterstäbe bzw.
eine gleichmäßige Erwärmung von
Bikomponentenfilterstäben
stark beschleunigt, so dass die für die Weiterverarbeitung der
Filterstäbe
bzw. Bikomponentenfilter benötigte
Aushärtezeit
auf ein Minimum verkürzt
wird. Durch die spiralförmige
Führung
der auszuhärtenden
Artikel auf der Fördereinrichtung
wird eine Platzeinsparung erreicht, weil die Aushärtestrecke
bzw. Transportstrecke für
die Artikel wendelförmig
oder dergleichen ausgebildet ist.
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Um
einen geordneten linearen Massenstrom mit queraxial hintereinander
angeordneten stabförmigen
Artikeln auf der Fördereinrichtung
auszubilden, wird vorgeschlagen, dass die Artikel auf der Fördereinrichtung
eine, insbesondere bezogen auf die Stablänge, mehrfache, längsaxiale
Verschiebung erfahren bzw. ausführen.
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Hierzu
ist es von Vorteil, wenn die Fördereinrichtung
zum wendelförmigen
oder wendelartigen Fördern
der Artikel ausgebildet ist.
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Vorzugsweise
weist die Fördereinrichtung wenigstens
eine Fördertrommel,
insbesondere Schiebetrommel, auf. Darüber hinaus ist es von Vorteil,
wenn die Fördereinrichtung
eine, insbesondere als Wendelschiene ausgebildete, Hubeinrichtung und/oder
Hubtrommel aufweist, so dass die stabförmigen Artikel gleichzeitig
in längsaxialer
und queraxialer Richtung auf einer Fördertrommel schraubenförmig als
einlagiger Massenstrom gefördert
werden. Beispielsweise wird durch eine Wendelschiene ein seitlicher
Anschlag für
die stabförmigen
Artikel ausgebildet, entlang dem die stabförmigen Artikel einen längsaxialen
Hub erfahren.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird vorgeschlagen, dass die Fördereinrichtung eine
Linearfördereinrichtung,
insbesondere Fördertrommel,
zum hubfreien Fördern
von queraxial hintereinander angeordneten stabförmigen Artikeln aufweist. Hierbei
ist die Linearfördereinrichtung
beispielsweise in Kombination mit einer Hubtrommel angeordnet, so
dass nach einem längsaxialen
Versatz der stabförmigen
Artikel um mindestens eine Stablänge
bei gleichzeitiger Drehung der Schiebetrommel um einen vorbestimmten
Winkel, z.B. 180°,
die stabförmigen
Artikel an eine Fördertrommel
als Linearfördereinrichtung
abgegeben werden, die die queraxial hintereinander angeordneten
Artikel ebenfalls um einen vorbestimmten Winkel, z.B. 180°, ohne längsaxialen
Hub weitertransportiert, so dass anschließend die stabförmigen Artikel
von der Linearfördereinrichtung
an die Schiebetrommel abgegeben werden. Hierbei führt die
Linearfördereinrichtung
keinen längsaxialen
Hub der stabförmigen
Artikel aus. Insbesondere ist hierbei die Drehachse der Schiebetrommel
und der als Linearfördereinrichtung
ausgebildeten Fördertrommel
koaxial. Darüber
hinaus umgibt beispielsweise die als Linearfördereinrichtung ausgebildete
Transporttrommel eine innen liegende Hubtrommel.
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Dazu
ist ferner vorgesehen, dass die Fördereinrichtung mittels zweiter
Fördertrommeln
ausgebildet ist, wobei eine erste Fördertrommel eine längsaxiale
Verschiebung der stabförmigen
Artikel während ihrer
Förderung
in queraxialer Richtung ausführt
und die zweite Fördertrommel
als hubfreie Fördertrommel ausgebildet
ist.
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Um
eine kompakte Ausbildung der erfindungsgemäßen Erwärmungseinrichtung zu erreichen,
ist ferner gemäß einer
weiteren Ausführungsform
vorgesehen, dass die stabförmigen
Artikel mittels der Fördereinrichtung
wechselweise (a) längsaxial
und gleichzeitig queraxial gefördert
oder (b) hubfrei gefördert
werden.
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Insbesondere
wird eine Fördereinrichtung der
Tabak verarbeitenden Industrie für
stabförmige Artikel,
insbesondere Filterstäbe,
für oder
in Kombination mit einer Erwärmungseinrichtung
der Tabak verarbeitenden Industrie bereit gestellt, wobei eine erste
Fördervorrichtung,
insbesondere Fördertrommel,
zum Fördern
der stabförmigen
Artikel in längsaxialer
und queraxialer Richtung und eine zweite Fördervorrichtung, insbesondere
Fördertrommel,
zum hubfreien Fördern
der stabförmigen
Artikel in queraxialer Richtung vorgesehen sind, wobei die erste
und die zweite Fördervorrichtung
zusammenwirken und die Artikel von der ersten bzw. zweiten Fördervorrichtung
an die zweite bzw. erste Fördervorrichtung übergeben
werden. Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass eine derartige
Fördervorrichtung
auch an anderen Maschinen der Tabak verarbeitenden Industrie zur
Förderung
von stabförmigen
Artikeln eingesetzt werden kann.
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Des
Weiteren ist vorgesehen, dass die stabförmigen Artikel durch die und/oder
entlang der Heizeinrichtung gefördert
werden, um eine Aushärtung der
mit einem Zusatzstoff besprühten
Filtermaterialstreifen bzw. Filterstäbe zu beschleunigen.
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Insbesondere
werden die stabförmigen
Artikel als einlagiger Artikelstrom auf der Fördereinrichtung bzw. Fördertrommel
gefördert.
Hierzu werden stabförmige
Artikel einzeln in Aufnahmemulden der Fördereinrichtung und als einlagiger
Massenstrom entlang der Heizeinrichtung gefördert.
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Eine
gleichmäßige Erwärmung der
Filterstäbe
wird erzielt, wenn gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung die Heizeinrichtung als Umluftofen ausgebildet
ist.
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Darüber hinaus
wird die Aufgabe gelöst durch
eine Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterherstellungsmaschine, die
mit einer erfindungsgemäßen Erwärmungseinrichtung
der vorgenannten Art ausgebildet ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand
von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller
im Text nicht näher
erläuterten
erfindungsgemäßen Einzelheiten
ausdrücklich
auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
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1 in
einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Erwärmungseinrichtung,
wobei die Heizeinrichtung aus Gründen
der Darstellbarkeit mit einer unteren Hälfte dargestellt ist;
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2 eine
Erwärmungseinrichtung
mit einer geschlossenen Heizeinrichtung und
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3a, 3b schematisch
eine Seitenansicht und eine Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform
einer Fördereinrichtung,
die mit einer Heizeinrichtung für
stabförmige
Artikel kombinierbar ist.
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In
den Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende
Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten
Vorstellung entsprechend abgesehen wird.
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1 zeigt
schematisch eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Erwärmungseinrichtung 10,
mit einer Heizeinrichtung 12, wobei aus Gründen der
besseren Darstellbarkeit die untere Hälfte einer Heizeinrichtung 12 gezeigt
ist.
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In 2 ist
die Heizeinrichtung 12 als geschlossene Baueinheit dargestellt.
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Die
auf bekannte, nicht dargestellte Weise auf einer schematisch bezeichneten
Filterherstellmaschine K hergestellten und umhüllten Filterstäbe, z.B. Mehrfachkomponentenfilterstäbe oder
Bikomponentenfilterstäbe
mit einem nichtflüssigen
Zusatzstoff, der ausgehärtet
werden soll, werden einzeln aufeinander folgend in queraxialer Ausrichtung
aus den Mulden einer Abgabetrommel 14 an eine Fördertrommel 16 abgegeben.
Die Filterstäbe
sind hierbei als einlagiger Massenstrom ausgebildet, wobei die Filterstäbe queraxial
hintereinander auf der Abgabetrommel 14 angeordnet sind.
Nach der Übergabe
der Filterstäbe
an die Fördertrommel 16 gelangen
die Filterstäbe
in den Eingriffsbereich einer Wendelschiene 18, die wendelartig
um die Fördertrommel 16 angeordnet
ist. Aufgrund der wendelartigen Ausbildung der Wendelschiene 18 werden
die Filterstäbe 20 bei fortlaufender
Rotation der Fördertrommel 16 gleichzeitig
in längsaxialer
und queraxialer Richtung bezogen auf ihre Ausrichtung gefördert. Aus
Gründen
der Darstellbarkeit sind nur ausschnittsweise Filterstäbe 20 auf
der Fördertrommel 16 eingezeichnet.
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Während ihrer
gleichmäßigen und
gleichzeitigen Förderung
in längsaxialer
und queraxialer Richtung werden die Filterstäbe 20, die einen nichtflüssigen Zusatzstoff,
der zur Aushärtung
erwärmt
wer den muss, enthalten, entlang der Heizeinrichtung 12 gefördert und
mittels der Heizeinrichtung 12 erwärmt, wodurch die Aushärtung des
Triacetin in den Filterstäben 20 beschleunigt
wird. Hierdurch wird die Aushärtezeit
wesentlich verkürzt.
Aufgrund der wendelartigen Führung
der Filterstäbe 20 auf
der Fördertrommel 16 wird
eine ebenfalls wendelförmige
Transportstrecke bzw. Aushärtestrecke
der Filterstäbe 20 ausgebildet.
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In
einer hier nicht dargestellten Ausführungsform ist die Fördertrommel 16 als
Schiebetrommel bzw. Taumeltrommel ausgebildet, so dass die Filterstäbe 20 bei
einer vollständigen
Drehung der Fördertrommel 16 um
360° in
längsaxialer
Richtung um wenigstens eine Filterstablänge verschoben sind, so dass
in der Aufnahmemulde der Fördertrommel 16 ein
weiterer Filterstab 20 aufgenommen werden kann.
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Durch
die hohe Anzahl der Mulden auf der Fördertrommel 16 und
die entsprechende Länge
der. Fördertrommel 16 ist
ein Verweilen der Filterstäbe 20 auf
der Fördertrommel 16 und
somit im Wirkbereich der Heizeinrichtung 12 möglich. Durch
die spiralförmige
Transportstrecke entlang der Wendelschiene 18 wird die
Aushärtezeit
von Filterstäben 20 durch ihre
Erwärmung
verkürzt
bzw. die Verweilzeit der Filterstäbe 20 in der Heizeinrichtung 12 verlängert. Insbesondere
ist die Länge
der Fördertrommel 16 ein Vielfaches
der geförderten
Filterstablänge.
Während einer
Umdrehung der Fördertrommel 16 werden
die Filterstäbe 20 insbesondere
mechanisch oder pneumatisch, um mindestens eine Filterstablänge längsaxial
innerhalb einer Mulde verschoben, um nachfolgend einen weiteren
Filterstab 20 in derselben Mulde von der Abgabetrommel 14 aufzunehmen.
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Nach
Verlassen der Filterstäbe 20 aus
der Heizeinrichtung 12 werden die Filterstäbe 20 an
eine nachfolgende Entnahmetrommel 22 abgegeben, die die
Filterstäbe 20 zu
weiteren Maschinen der Tabak verarbeitenden Industrie fördert. Bei
der Fördertrommel 16 in
Kombination mit der Wendelschiene 18 handelt es sich um
eine Überführungseinrichtung
von Filterstäben
von einer Filterherstellungsmaschine K zu Weiterverarbeitungseinrichtungen.
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2 zeigt
schematisch eine erfindungsgemäße Erwärmungseinrichtung 10 mit
einer geschlossenen Heizeinrichtung 12. Hierbei ist die
Heizeinrichtung 12 als geschlossener Ofen ausgebildet,
so dass die Fördertrommel 16 in
ihrem Umfang komplett umschlossen wird. Die Heizeinrichtung 12 kann
in einer Ausgestaltung durch einen Heißluftofen oder Umluftofen ausgebildet
sein, wodurch die Filterstäbe 20 im Umluftofen
mit heißer
Luft beaufschlagt werden. Hierdurch werden die Filterstäbe 20 permanent
mit heißer
Luft umströmt,
wodurch eine optimale Aushärtezeit
erreicht wird.
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In
den 3a, 3b sind eine Seitenansicht (3a)
und eine Querschnittsansicht einer Erwärmungseinrichtung 10 dargestellt.
Zur Förderung der
Filterstäbe 20 durch
die Heizeinrichtung 12 sind zwei Fördertrommeln 24, 28 vorgesehen.
Die Filterstäbe 20 werden
von der Abgabetrommel 14 an eine Hubtrommel 24 abgegeben,
so dass die Filterstäbe 20 während einer
180°-Drehung
der inneren Hubtrommel 24 einen längsaxialen Hub um die Länge eines
Filterstabs 20 ausführen.
Der längsaxiale
Hub der Filterstäbe 20 auf
der Hubtrommel 24 ist in 3a bzw. 3b schematisch
mit einem Pfeil 30 bezeichnet. Nach der Drehung der Filterstäbe 20 vom
Ort der Aufnahme von der Abgabetrommel 14 um 180° zu einem Übergabepunkt 26 führen die
Filterstäbe 20 einen
längsaxialen
Hub um eine Filterstablänge
auf.
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Am Übergabepunkt 26 werden
die Filterstäbe 20 an
eine äußere Transporttrommel 28 abgegeben,
so dass die Filterstäbe 20 auf
der Transporttrommel 28 eine hubfreie Förderung auf der Transporttrommel
erfahren und nach einer Drehung der Transporttrommel 28 um
180° zu
einem Übergabepunkt 36 gefördert werden.
Am Übergabepunkt 36 werden
die Filterstäbe 20 von
der äußeren Transporttrommel 28 an
die gegenüberliegende
korrespondierende Aufnahme der Hubtrommel 24 abgegeben,
so dass die Filterstäbe 20 während der
Drehung der Hubtrommel 24 um 180° eine längsaxiale Verschiebung um eine
Filterstablänge
ausführen.
Der hubfreie Transport der Filterstäbe 20 auf der äußeren Transporttrommel 28 ist
durch einen Pfeil 32 schematisch bezeichnet.
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Nach
einem mehrfachen bzw. wechselseitigen Transport der Filterstäbe 20 auf
der Hubtrommel 24 und der äußeren Transporttrommel 28 werden
die Filterstäbe 20 an
eine Entnahmetrommel 22 übergeben, die die Filterstäbe 20 an
eine Weiterverarbeitungsmaschine der Tabak verarbeitenden Industrie transportiert.
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Durch
die innen liegende Hubtrommel 24 und die äußere Transporttrommel 28 wird
eine Fördereinrichtung
für eine
oder in Kombination mit einer Erwärmungseinrichtung der Tabak
verarbeitenden Industrie bereitgestellt. Hierbei fördert die
Hubtrommel 24 die Filterstäbe 20 in längsaxialer
und gleichzeitig in queraxialer Richtung, während die äußere Hubtrommel 28 die
Filterstäbe 20 in
queraxialer Richtung hubfrei fördert.
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Der
Förderbereich
der Filterstäbe
auf der Hubtrommel 24 und der Transporttrommel 28 betragen
jeweils 180°,
so dass nach einer entsprechenden Drehung der Hubtrommel 24 die
Artikel an die mitrotierende Transporttrommel 26 übergeben
werden. Nach einer weiteren Drehung der Transporttrommel 28 um
180° werden
die stabförmigen
Artikel bzw. Filterstäbe 20 von
der Transporttrommel 28 an die innen liegende Hubtrommel 24 übergeben.
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- 10
- Erwärmungseinrichtung
- 12
- Heizeinrichtung
- 14
- Abgabetrommel
- 16
- Fördertrommel
- 18
- Wendelschiene
- 20
- Filterstäbe
- 22
- Entnahmetrommel
- 24
- Hubtrommel
- 26
- Übergabepunkt
- 28
- Transporttrommel
- 30
- Pfeil
- 32
- Pfeil
- 36
- Übergabepunkt
- K
- Filterherstellmaschine